隨著現(xiàn)代化大型煤礦行業(yè)的發(fā)展， 礦山用帶式輸送機(jī)在向大功率、大運(yùn)量、長距離方向發(fā)展。受地勢條件的限制，長距離膠帶機(jī)往往需設(shè)置于地面以上廊道內(nèi)，而當(dāng)皮帶機(jī)需要跨越公路，河流等地段時，廊道則需設(shè)計成大跨度結(jié)構(gòu)，以避免對地面設(shè)施造成影響。本文則利用現(xiàn)代化設(shè)計方法對大跨度廊道桁架進(jìn)行設(shè)計，保證桁架安全、可靠的同時，通過對大跨度桁架的優(yōu)化分析，實(shí)現(xiàn)了長距離膠帶機(jī)的設(shè)計。

1 案例描述

本例為某大型煤礦廠送料皮帶機(jī)通廊，通廊全長（水平投影）924.487m，通廊最大傾角5°，頭部跨路段為大跨度通廊，跨度分別為兩段76.5m，由三榀單片支架支撐，通廊高6.5m，寬4.5m，為全封閉是膠帶機(jī)通廊。通廊結(jié)構(gòu)圖見圖1。

3 通廊計算

根據(jù)廊道結(jié)構(gòu)尺寸，及受力情況，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)設(shè)計方法，初定廊道桁架各桿件型材。通廊主弦桿初選H400x400x13x21，其它桿件按承載效應(yīng)相應(yīng)選定。

利用有限元軟件對桁架進(jìn)行受力分析，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)桿件強(qiáng)度。這里選用的是Ansys有限元分析軟件，計算結(jié)果見圖1。

通過分析結(jié)果數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)部分桿件強(qiáng)度值過大，存在安全問題；部分桿件強(qiáng)度值過小，設(shè)計偏于保守。利用優(yōu)化模塊對結(jié)構(gòu)型材進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果見圖2。對比前后計算結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)，材料利用更為合理，結(jié)構(gòu)更為安全可靠。

4 結(jié)論

通廊桁架為空間受力結(jié)構(gòu)，桁架的弦桿在計算中既要考慮豎向荷載又要考慮與水平荷載共同作用；桁架腹桿除承受豎向荷載外，也要承受圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳來的水平荷載，因而所有桿件均應(yīng)按拉彎或壓彎桿件驗(yàn)算強(qiáng)度和穩(wěn)定性。這為計算帶來很大難度，必須應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行分析，才能得到準(zhǔn)確結(jié)果。

同時，利用優(yōu)化分析模塊，對桁架部分桿件進(jìn)行調(diào)整，降低了材料的使用量，達(dá)到可觀的經(jīng)濟(jì)效益，解決了大跨度桁架設(shè)計問題，具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。

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